Чем совершеннее становятся радиолокационные станции, тем меньшие неоднородности и более тонкие явления в атмосфере начинает «чувствовать» радар. Рождаются новые «ангелы», и мы еще не раз услышим о них.

Летом 1987 года газеты сообщили о беспрепятственной посадке самолета «Сесна» на самой крупной к югу от границ США американской базе «Говард», расположенной в зоне Панамского канала. Пилотировал «Сесну» 19-летний костариканец. Он угнал самолет, принадлежавший родственнику президента Коста-Рики, из столичного аэропорта.

Посадка на базе была полной неожиданностью для военного персонала. Самолет не был засечен радарами, хотя противовоздушная оборона базы была оснащена самыми современными средствами, в том числе и зенитными ракетами.

И этот случай совсем не единичен. Газеты сообщали о том, что, несмотря на ультрасовременную противовоздушную оборону, в США с юга, со стороны Рио-Гранде и Мексиканского залива, порой проникают незамеченными на низкой высоте самолеты контрабандистов. Примерно в то же время произошел вызвавший громкий резонанс полет 19-летнего Матиаса Руста, нарушившего воздушное пространство СССР на спортивном самолете все той же марки «Сесна».

Почему ослепли радары? Что это — халатность операторов? Возможно. Но неоспорим еще и тот факт, что цели, летящие на предельно малых и малых высотах, бывает очень трудно обнаружить. (Зарубежные специалисты предельно малыми высотами считают высоты от нескольких метров до 30—40 метров, малыми — от 30— 40 метров до 100—300 метров, средними — 300—5000 метров, а большими — свыше 5000 метров.)

Все трудности порождаются влиянием земной (или, как ее еще называют, подстилающей) поверхности, будь то суша или море. И дело не только в том, что цель может скрытно подойти к охраняемому объекту, используя естественные укрытия, хотя и этот фактор очень важен. Ведь местные предметы, возвышенности служат неплохими экранами для радиоволн — за ними образуется область радиотени, где цели не обнаруживаются. Даже небольшие углы укрытия (углы, под которыми из центра антенны радара видна вершина местного предмета — дома, возвышенности и т. д.) приводят к резкому сокращению дальности обнаружения на малых высотах, а она и без того невелика из-за кривизны Земли.

Так, если антенна радара поднята над землей на 5 метров, то самолет, летящий на высоте 100 метров, при ровной местности, например над степью, может быть обнаружен на расстоянии около 50 километров. Если же имеются небольшие пригорки или местные предметы, создающие угол укрытия всего 15 минут, то дальность обнаружения снижается более чем вдвое — до 21 километра. Если же угол укрытия составит 30 минут, то цель может скрытно подойти на расстояние 11 километров. А если самолет снизится до 50 метров то его удастся обнаружить лишь в пяти-шести километрах.

Вот почему при выборе позиций радаров стремятся обеспечить как можно большую дальность прямой геометрической видимости. Приходится размещать антенну или саму РЛС на вышках, эстакадах и даже на… аэростатах, как, например, сделала одна из американских фирм для Саудовской Аравии. С высоты трех километров такая аэростатная станция может обнаружить самолет, летящий на высоте 50—60 метров, на расстоянии 260 километров. Наземная же станция с антенной, поднятой на высоту 20 метров, даже при абсолютно ровной местности могла бы обнаружить такую цель па расстоянии примерно 46 километров.

Приведенные цифры означают максимальную дальность обнаружения, то есть дальность прямой радиолокационной видимости, которая превышает прямую геометрическую видимость примерно на 15 процентов (из-за явления рефракции). Но вовсе необязательно, что цель будет обнаружена на этих рубежах. Свои коррективы вносит и другая особенность земной поверхности, а именно, ее способность довольно хорошо отражать радиоволны.

Когда самолет или крылатая ракета летят на большой высоте, то радиоволны доходят до них только по одному пути — прямой линии, соединяющей антенну радара с целью. Такая волна называется прямой, и только она одна может достичь летящих объектов. Если же цель летит на малой высоте, то картина меняется.

Проведем одну аналогию. Чтобы увидеть какой-либо предмет, надо прежде всего взглянуть в его направлении. Так и при обнаружении маловысотного самолета антенну «заставляют смотреть» вдоль поверхности земли. Если же мы что-либо рассматриваем, то видим одновременно не только заинтересовавший нас объект, но и другие предметы. Так и в случае обнаружения низколетящего самолета в «поле зрения» антенны попадается и столь близкая от него земная поверхность. И это соседство очень мешает.

Что же происходит, когда антенный луч «задевает» землю? Естественно, в месте соприкосновения он облучает ее, и притом сигналами довольно мощными. Часть энергии радиоволны поглощается землей или водой и превращается в тепло, а остальная часть переотражается от нее. В зависимости от степени неровности поверхности (например, состояния моря) преобладает зеркальное или диффузное переотражение радиоволн. Диффузная составляющая переотражений возникает за счет рассеяния радиоволн на неровностях подстилающей поверхности. Для сантиметровых волн такими неровностями могут быть трава, посевы зерновых, кустарник… Часть диффузно рассеянных волн принимается обратно антенной РЛС. Они проявляются в виде мешающих сигналов, которые маскируют сигнал от низколетящей цели. Даже при спокойном море есть едва заметная волнистость, которая служит причиной появления мешающих сигналов.

Но главная неприятность не от диффузных отражений, а от зеркальных: когда угол падения равен углу отражения. При ровной суше и штилевом море на ник приходится основная часть мощности радиоволны переотраженной подстилающей поверхности. И вот этот-то зеркальный луч тоже, наряду с прямым, достигает самолета. Таким образом, самолет облучается сразу двумя лучами — прямым и переотраженным от земли. А мы уже знаем, что в зависимости от разности фаз две волны могут или складываться, или вычитаться, то есть они могут усилить друг друга или ослабить, а могут и вообще погасить друг друга. Это явление, как мы помним, называется интерференцией.